制造业
飞机制造
飞机制造


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简介

“飞机”是一种统称。航空制造业里“飞机制造”一般指固定翼飞机制造(Fixed-wing aeroplane)固定翼飞机简称定翼机,常被再简称为飞机(英文:aeroplane, airplane)。

简介

飞机制造(aircraft manufacturing)是指按设计要求制造飞机的过程。通常飞机制造仅指飞机机体零构件制造、部件装配和整机总装等。飞机的其他部分,如航空发动机、仪表、机载设备、液压系统和附件等由专门工厂制造,不列入飞机制造范围。但是它们作为成品在飞机上的安装和整个系统的联结、电缆和导管的敷设,以及各系统的功能调试都是总装的工作,是飞机制造的一个组成部分。 飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测诸过程。飞机制造从零件加工到装配都有不同于一般机器制造的特点。

种类

固定翼飞机和旋翼飞机。

固定翼飞机是指由动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器。 旋翼飞机是指用无动力驱动的旋翼提供升力、重于空气的“飞行器”。由推进装置提供推力前进,推进装置有螺旋桨和喷气两种。前进时气流吹动旋翼而产生升力,它不能垂直起飞或悬停,常在起飞时还要给旋翼一个初始动力,使旋翼的升力增加。借助于旋翼可做近似垂直的降落。旋翼使结构变得复杂,速度提高受到限制。旋翼机于1923年制成,但因旋翼阻力大,飞行速度在300km/h以下。

飞机有多种分类方式,如按其速度分为亚音速飞机、超音速飞机与高超音速飞机等;又如按发动机分类有螺旋桨飞机与喷气式飞机等。 其他还有按发动机的数目、机翼的数目、机翼相对于机身的位置、机翼平面形状等方式进行划分。 但最主要的分类方式还是以飞机的用途分类。飞机按用途分主要可以分为民用飞机与军用飞机。

民用飞机

客机

客机狭义指民航客机,是体型较大、载客量较多的集体飞行运输工具,用于来往国内及国际商业航班,一般由商业航空公司运营。执行商业航班飞行的客机主要分为干线客机与支线客机。

  • 干线客机

干线客机( trunk liner)通常指100座以上的民航客机,一般在客流量大的城市之间的干线上飞行。干线客机大多是中远程的高亚音速喷气客机,载客量一般在100座至500座之间。300座以上的客机的机身直径大(大于3.75米),客舱通常有两个通道,称为宽体客机。如波音公司(The Boeing Company)知名的波音737、波音747、“梦幻客机”波音787;空中客车公司(Airbus)的A320、A380;苏联的伊尔-96、图-154;中国商飞的C919等,都是较知名的干线客机。

  • 支线客机

支线客机(regional aircraft)通常是指100座以下的小型客机,一般设计座位为35~100座。支线航空是60年代才开始兴起的,但发展速度很快,特别是在美国1978年对民航运输业采取“放松管制”政策以后,发展更加迅速。主要用于承担局部地区短距离、小城市之间、大城市与小城市之间的旅客运输。如中国商飞的ARJ21翔凤客机、西安的新舟-60、庞巴迪宇航公司的CRJ系列等,都是较知名的支线客机。

货机(cargo aircraft)

是用作运输货物的飞机机种,但通常会保留少数座椅供随机人员乘坐。即使是客机,除了较小型机种外,一般在下层也设有货舱以运输货物及行李。 军用的货机通常称为“运输机”,与民航货机不同的是可做为大量人员运输用。
货机的主要来源:制造时就已是货机,如波音747F等。由客机改装,拆除座椅及机上的服务设施如厨房,装上滑轨等货舱所需设施,即成为货机,如波音747BCF、LCF等。 客货机,常称为“combi机”,前半部供旅客乘坐,后半部为货舱,如波音747-200M等。有一部分客机可快速变换为货机搭载货物,如波音727-100QC(意即Quick Change)等。

商务喷气式飞机(business jet)


为一种用于私人、企业人员和政府要员运输的喷气客机。在两岸有不同的名称,又称公务喷气式飞机或行政专机。 和航空公司的客机出售机票给个别乘客不同,商务喷气式飞机若为私人所有,通常称为私人喷气式飞机(private jet);若为企业所有,则称为公司喷气式飞机(corporate jet)。除了上述的营运形式外,也有专门从事商务喷气式飞机出租服务的专门业者;向这些公司租用商务喷气式飞机,则又可称为包机(charter)。

民用直升机


直升机是一种由一个或多个水平旋转的旋翼提供向上升力和推进力而进行飞行的航空器。直升机具有大多数固定翼航空器所不具备的垂直升降、悬停、小速度向前或向后飞行的特点。这些特点使得直升机在很多场合大显身手。直升机与固定翼飞机相比,其缺点是速度低、耗油量较高、航程较短。

  • 带尾桨(Tail rotor)

最常见的直升机类型,又称反扭矩尾桨(Anti-torque rotor),由一个水平旋翼负责提供升力,尾部一个小型垂直旋翼(尾桨)负责抵消主旋翼产生的反扭矩。

  • 涵道式尾桨(Ducted fan,又称Fenestron、Fantail或Fan-in-fin)

传统尾旋翼的一个变种,用安装在涵道式外壳内的吹风扇代替了外置开放式的传统旋桨,优点是安全性高、震动和噪音小,缺点是重量大、造价高、推重比相对较低等等。最早由欧洲直升机公司的前身南方飞机公司(后合并成为法国宇航公司)于20世纪60年代构思设计,首先出现在SA341瞪羚直升机上。

  • 农业机与林业机

简单来说农林牧业使用的飞机,主要分为固定翼飞机,直升机。 根据使用场景分为:播种、撒药、放牧等

军用飞机

==== 作战型飞机 ====轰炸机;战斗机 ;武装直升机 ==== 作战保障型飞机 ====反潜巡逻机;特种作战飞机;侦察机;预警机;电子对抗飞机;水上飞机;军用运输机;空中加油机;教练机

在真实且可产生升力的机翼中,气流总是在后缘处交汇,否则在机翼后缘将会产生一个气流速度为无穷大的点。这一条件被称为库塔条件,只有满足该条件,机翼才可能产生升力。在理想气体中或机翼刚开始运动的时候,这一条件并不满足,粘性边界层没有形成。通常翼型(机翼横截面)都是上方距离比下方长,刚开始在没有环流的情况下上下表面气流流速相同,导致下方气流到达后缘点时上方气流还没到后缘,后驻点位于翼型上方某点,下方气流就必定要绕过尖后缘与上方气流汇合。由于流体黏性(即康达效应),下方气流绕过后缘时会形成一个低压旋涡,导致后缘存在很大的逆压梯度。随即,这个旋涡就会被来流冲跑,这个涡就叫做起动涡。根据海姆霍兹旋涡守恒定律,对于理想不可压缩流体在有势力的作用下翼型周围也会存在一个与起动涡强度相等方向相反的涡,叫做环流,或是绕翼环量。环流是从机翼上表面前缘流向下表面前缘的,所以环流加上来流就导致后驻点最终后移到机翼后缘,从而满足库塔条件。由满足库塔条件所产生的绕翼环量导致了机翼上表面气流向后加速,由伯努利定理可推导出压力差并计算出升力,这一环量最终产生的升力大小亦可由库塔-茹可夫斯基方程计算:L(升力)=ρVΓ(气体密度×流速×环量值)这一方程同样可以计算马格努斯效应的气动力。根据伯努利定理——“流体速度越快,其静压值越小(静压就是流体流动时垂直于流体运动方向所产生的压力)。”因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,这就产生了升力。升力的原理就是因为绕翼环量(附着涡)的存在导致机翼上下表面流速不同压力不同。制造飞机时需依照如上原理

评判标准

寿命

易用性

结构

本体

辅助设备

原材料

主料

飞机机体的主要材料是铝合金、钛合金、镁合金等,多以板材、型材和管材的形式由冶金工厂提供。飞机上还有大量锻件和铸件,如机身加强框,机翼翼梁和加强肋多用高强度铝合金和合金钢锻造毛坯,这些大型锻件要在300~700兆牛(3~7万吨力)的巨型水压机上锻压成形。零件加工主要有钣金零件成形、机械加工和非金属材料加工。金属零件在加工中和加工后一般还要热处理和表面处理。飞机的装配是按构造特点分段进行的,首先将零件在型架中装配成翼梁、框、肋和壁板等构件,再将构件组合成部段(如机翼中段、前缘,机身前段、中段和尾段等)。最后完成一架飞机的对接。

辅料

可选原料

产品设计

需求分析

目标界定

总体结构设计

详细结构设计

参数设计

设计实施

生产流程

飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测诸过程。飞机制造中采用不同于一般机械制造的协调技术(如模线样板工作法)和大量的工艺装备(如各种工夹具、模胎和型架等),以保证所制造的飞机具有准确的外形。工艺准备工作即包括制造中的协调方法和协调路线的确定(见协调技术),工艺装备的设计等。

折叠零件加工 飞机生产的批量小,生产中还要经常修改,所以飞机钣金零件(蒙皮、翼肋、框等)的制造力求用简单的模具。广泛应用橡皮成形、蒙皮拉形、拉弯等钣金成形技术,尽量采用塑料制造成形模具。现代飞机尺寸增大,蒙皮厚度增加,以及成形性能较差的钛合金、铍合金、不锈钢板材的应用,对钣金成形技术提出更高的要求。不断使用各种大尺寸、大功率的型材拉弯机、蒙皮拉型机、强力旋压机和压力超过100兆帕(约1000公斤力/厘米2)的橡皮成形压床。同时一些新的加工方法,如超塑性成形、加热成形、真空蠕变成形、半模或无模成形技术不断涌现。

现代飞机上广泛应用的大型整体结构件,如机翼整体壁板、翼梁、加强框等,它们形状复杂、切削加工量大、自身刚度差,需要在工作台面很大(有的长达数十米)的、带有多个高速铣削头的现代数控铣床上加工。整体壁板的加工还需带真空吸盘的大面积工作台(见整体壁板制造)。加工立体形状复杂的大型框架,如座舱风挡骨架、舱门、窗框等,还需要采用多坐标联动的数控铣床或立体靠模铣床(见数控加工)。此外,为加工切削性能不好的材料和形状复杂的零件,还广泛采用电加工、化学铣切等特种加工工艺。

复合材料在飞机结构上的应用日益增多,现已成功地用于制造舱门、舵面、垂直尾翼和直升机的旋翼。复合材料构件由高强度纤维与树脂复合,在模具中加温、加压制成。所用设备是自动铺带机、预浸带和预浸布成形机等。复合材料构件制造的关键问题是要控制构件的变形,要求细致研究铺层工艺、模压技术,并在加工中精确地控制温度和压力变化。

折叠机体装配 飞机制造中装配工作量占直接制造(即不包括生产准备、工艺装备制造)工作量的50%~70%,现代飞机的零件连接方法以铆钉连接为主,在重要接头处还应用螺栓连接。这种连接方法简便可靠,但是钻孔、铆接多是手工操作,工作量很大。应用自动压铆机可以提高铆接生产率,改进铆接质量,同时也可改善装配工人的劳动条件。为了增加使用成组压铆的比例,要在构造上将飞机各部件分解成许多壁板件。

折叠焊接工艺 也是飞机制造中常用的连接工艺(见焊接技术)。熔焊用于起落架、发动机架等钢制件的连接。接触点焊和滚焊用于不锈钢和铝合金钣金件的连接。金属胶接用于制造蜂窝结构。胶接制件表面光滑,疲劳特性好,但对于胶接面的准备、加温、加压控制都有严格要求。现代飞机制造中还广泛采用电子束焊、钛合金扩散连接、胶铆、胶接、螺接、胶接点焊等多种连接工艺。

飞机制造的机械化和自动化程度比较低,特别是飞机部件装配和总装工作,手工劳动是主要工作方式。加之飞机制造中要使用大量的成形模胎、模具、装配型架和供协调用的标准工艺装备(样板、标准样件等),使得生产准备工作十分繁重,飞机生产的周期比较长。应用计算机辅助设计和制造技术可以提高飞机生产的自动化程度,大量压缩生产准备工作量和缩短飞机生产的周期。

生产线分工

资产与负债

资产

固定资产

非固定资产

负债

库存

设计和规划

位置与环境

投资与评估

规模与功能

风格与形式

成本

税费

金融成本

原材料成本

房租成本

能耗成本

人工成本

设备折旧

收益管理

客流曲线

时间分布

空间分布

目标群体

容量控制

风险控制

市场

国内市场

产量

历经半个世纪的发展,我国飞机制造科研能力尽管与世界先进水平还存在一定的差距,特别是飞机制造的关键技术有待突破,设计人才有断层,风险较大,资金短缺等严重等制约了行业的进一步发展和品质的提高。但通过基础研究、应用研究和产品研发,已全面拉动飞机制造科技的发展。

因此,我国飞机制造及修理企业必须抓住新的发展形势,加大科技创新,开展技术前瞻研究,与国外企业建立优良的合作体系,完善配套措施,提高整体效益和竞争力,只有这样才能在新形势下立于不败之地。

我国十一五期间将适时启动大型飞机研制项目。一方面是国家对民机发展的支持,另一方面是国家对军机研发新型号的要求,我国航空工业面临重大的发展机遇,处于历史转折点。

2007年沪深两市共有5家飞机制造与维修类上市公司。主要从事的是轻型、小型飞机和教练机、直升机的制造。航空零部件企业更是主要以承接转包业务为主。自主发展大型、高附加值飞机以及诸如航空发动机等关键零部件的能力还极其薄弱,但随着中国航天航空业的发展,飞机制造业未来走势看好。

据了解, C919大型客机和ARJ21新支线飞机项目承担主体–中国商用飞机有限责任公司正在加紧项目攻关,力争实现C919早日首飞,ARJ21在2014年取证交付。

规划明确提出,要按照“支线飞机-单通道干线飞机-双通道大型干线飞机”的发展路线,加快民用客机产业化进程。计划到2020年,国产干线飞机国内新增市场占有率达到5%以上,支线飞机国内市场占有率大幅度提高。其中,C919大型客机完成研制、生产和交付,ARJ21涡扇支线飞机实现产业化。

中国产业洞察网《2013-2017年中国飞机制造产业市场专题调研及投资方向分析报告 》指出尽管国产飞机制造项目已取得一定进展,但国产飞机制造面临的竞争日益激烈。“干线飞机的竞争对手是波音、空客,支线飞机的竞争对手主要是庞巴迪、巴西航空工业,此外,俄罗斯、日本也是潜在的竞争对手。”他称,国产飞机项目要力争实现“研制成功、市场成功和商业成功”三大目标,立足国内市场,并逐步走向国际市场。

消费量

国际市场

产量

消费量

上市公司

标准

文档

编辑成员
10 人

DMARS, Lee, π, 洪, 木又, 搞机的, Missouri, 好多枫, 罢言, 沙雕

评论(2)

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luyuanjing 2019-11-27 16:19:56
我想完善飞行原理的部分,可是编辑之后保存不了。。。
Ordreality 2019-11-25 21:36:23
这个条目设计的很不专业,飞机不一定是固定翼飞机,飞机制造分成很多领域,这个条目设置的我不知道如何去进行编辑。我想写关于航电系统的条目可是却不知道在哪里写。
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